Viabilidade econômica da venda de energia elétrica em cogeração sob condições de risco: um estudo de caso

The availability of the electrical energy, in sufficient quantities and in competitive prices is a crucial factor to the economic development. The trade-in of the excess electrical energy produced in a system of cogeneration can be seen as an alternative to the creation of an additional source of revenues for ethanol power plants sector, besides contributing to the complementation of the Brazilian electrical headquarter with renewable sources. The objective of this study was to evaluate the economic feasibility of the implementation of a cogeneration electrical central using the excess of sugar cane bagasse and selling the excess of electrical energy with prices of the market. An ethanol power plant located in the state of Sao Paulo was used to this study. It was used the case study methodology, evaluating the potential of the investment under the viewpoint of the Net Present Value (NPV), Payback and Internal Rate of Return (IRR), and complementing the results of the Accounting Results (AC). It was created three alternative scenarios to reflect the level of the risk of every studied situation: the most likely, an optimistic and a pessimistic, each one with its assumptions. The Monte Carlo Simulations was used to insert the elements of risk to each scenario. The results showed that the project is feasible in all NPV scenarios. And the Payback and IRR analysis confirmed these evidences. The valuation with the AR showed that the project is most risky at the pessimistic scenario, but is feasibly in the most likely and the optimistic scenarios. It was concluded that the project is economic viable. However, the economic viability shown in the results is based on the maintenance of the future prices on the levels of the historical prices used in the analysis.

Rentabilidade e Risco da Produção de Milho Safrinha Geneticamente Modificado e Convencional na Região de Guaíra/sp

The objective of this study was to dimension the economic risks and returns on adopters of genetically modified (GM) maize in one of the major corn producing regions of São Paulo state. We performed analysis of variation of the quantities and prices of insecticides used, productivity gains, and variation in the price differentials between GM maize and conventional hybrids seeds, according to account to the maize prices oscillation during the period studied. The net benefits methodology was used, in other words, the economic gains minus the costs of GM technology under risk conditions were calculated. The net benefits was calculated as a function of four critical variables: 1) GM maize productivity; 2) costs of pest control; 3) maize price; 4) GM seeds cost. The probability distribution functions of these critical variables were estimated and included in the net benefit equation. Using the Monte Carlo simulation methodology, the following indicator sets were estimated: central tendency measurements, variability in net benefits (total benefits minus total costs), sensitivity analysis of the net benefits in relation to the critical variables, and finally, a map of the risk to GM technology adopters. These indicators allow one to design economic scenarios associated with their probability of occurring. The results showed probability of 85% to positive gains to the farmers who adopted the transgenic maize seed cultivation. The variable with the greatest impact on the farmers' income was the reduction in productivity loss, that means, as higher is the maize productivity, higher will be the net income. The average gain was US$ 137,41 (R$ 2.45/US$)per hectare with the adoption of transgenic maize seed when compared to conventional maize seed.

Eficiência energética de sistemas de produção de mamona no Estado de Minas Gerais

The objective of this study is to determine the economical and energetic efficiency of the castor bean culture in "Zona da Mata" and South of Minas Gerais. Through the method of simulation "Monte Carlo", we verified the probabilities of occurrence of the economical, cultural and energetic efficiency indexes. In relation to the production systems of castor bean in Minas Gerais in the season 2005/2006, we established that the variables price and productivity were the most noticeable for the producers from "Zona da Mata", while in the South of Minas it was productivity. We verified that the probability of the economical efficiency index to be lower than one was 43,26% for the producers from "Zona da Mata" and 39,57% for the ones from the South of Minas. The medium price received covered the medium costs of production. However, we observed that the medium costs in these regions of Minas Gerais, were over the minimum price. Regarding the energetic analysis, the results showed that the systems in the regions studied in Minas Gerasi, presented average of cultural efficiency indexes of 8,26 and 18,89. We concluded that despite the result being favorable from the energetic point of view, from the economical sustainability point of view there is the need of a more effective support policy for the castor bean, taking into consideration that the expectations of the producers with PNPB were not confirmed.

A avaliação da efetividade de um modelo de intervenção breve (método BASICS) para o uso de risco de álcool em estudantes do ensino médio

Pós-graduação em Saúde Coletiva - FMB

Previsão de demanda de veículos automotores através do modelo de regressão linear múltipla

This study aimed to model a equation for the demand of automobiles and light commercial vehicles, based on the data from February 2007 to July 2014, through a multiple regression analysis. The literature review consists of an information collection of the history of automotive industry, and it has contributed to the understanding of the current crisis that affects this market, which consequence was a large reduction in sales. The model developed was evaluated by a residual analysis and also was used an adhesion test - F test - with a significance level of 5%. In addition, a coefficient of determination (R2) of 0.8159 was determined, indicating that 81.59% of the demand for automobiles and light commercial vehicles can be explained by the regression variables: interest rate, unemployment rate, broad consumer price index (CPI), gross domestic product (GDP) and tax on industrialized products (IPI). Finally, other ten samples, from August 2014 to May 2015, were tested in the model in order to validate its forecasting quality. Finally, a Monte Carlo Simulation was run in order to obtain a distribution of probabilities of future demands. It was observed that the actual demand in the period after the sample was in the range that was most likely to occur, and that the GDP and the CPI are the variable that have the greatest influence on the developed model

Aplicação do valor presente ajustado (APV) para avaliação do fluxo de caixa de uma empresa do setor automotivo no sistema inovar auto

The automobile industry shows relevance inside the Brazilian industrial scenario since it contributes with the development of a significant chain of supply, distributors, workshops, publicity agencies and insurance companies in the internal market, aside from being one of the five biggest worldwide market. Thereby, the federal government decreed in Dec, 17th 2012 by Law nº 12.715 the Inovar-Auto Program. As the Adjusted Present Value (APV) is highly recommended, although not yet widespread to public politics of tax reduction, this work intends to apply the APV method on the cash flow analysis of an automobile sector's company, which has recently installed in national territory and wants to rely with governmental incentives proposed by Inovar-Auto Program. The developed work evaluates the company's current cash flow stochastically from mathematical modeling of variables such as price, demand and interest rate through probability distributions with the assist of Crystal Ball software, a Microsoft Excel Add-in, generating different scenarios from Monte Carlo Simulation. As results probabilities situations have been evaluated until the end of the Inovar-Auto's conducted period, in 2017. Beside APV others indicator such as Internal Rate of Return (IRR) and payback period were estimated for the investment project. For APV a sampling distribution with only 0.057% of risk, IRR of 29% were obtained and estimated project payback period was 4.13 years

Estudo da viabilidade de implantação do INOVAR-AUTO utilizando o método do fluxo de caixa sob risco

The automobile industry has a growing importance in the Brazilian economic environment. The industry moves a huge chain that encompasses manufacturers, suppliers of raw materials, auto parts dealers, gas stations, insurance companies, repair shops, tire stores, media companies, advertising agencies, among others. Because of this importance in the current economic environment in Brazil, the federal government, through Law No. 12715 of 17 December 2012 established a Program for the Promotion of Innovation and Densification in the Productive Chain of Motor Vehicles called INOVAR-AUTO in order to support technological development, innovation, safety, environmental protection, energy efficiency and quality of cars, trucks, buses and auto parts. The specific purpose of this study, a simulation for discussion of the viability of the program implementation using the Monte Carlo Simulation combined with the Cash-Flow-at-Risk was performed. To this end, an exploratory and documentary literature on the subject was held as well as a case study in a automobile company of Japanese origin

Previsão de demanda de veículos automotores através do modelo de regressão linear múltipla

This study aimed to model a equation for the demand of automobiles and light commercial vehicles, based on the data from February 2007 to July 2014, through a multiple regression analysis. The literature review consists of an information collection of the history of automotive industry, and it has contributed to the understanding of the current crisis that affects this market, which consequence was a large reduction in sales. The model developed was evaluated by a residual analysis and also was used an adhesion test - F test - with a significance level of 5%. In addition, a coefficient of determination (R2) of 0.8159 was determined, indicating that 81.59% of the demand for automobiles and light commercial vehicles can be explained by the regression variables: interest rate, unemployment rate, broad consumer price index (CPI), gross domestic product (GDP) and tax on industrialized products (IPI). Finally, other ten samples, from August 2014 to May 2015, were tested in the model in order to validate its forecasting quality. Finally, a Monte Carlo Simulation was run in order to obtain a distribution of probabilities of future demands. It was observed that the actual demand in the period after the sample was in the range that was most likely to occur, and that the GDP and the CPI are the variable that have the greatest influence on the developed model

Aplicação do valor presente ajustado (APV) para avaliação do fluxo de caixa de uma empresa do setor automotivo no sistema inovar auto

The automobile industry shows relevance inside the Brazilian industrial scenario since it contributes with the development of a significant chain of supply, distributors, workshops, publicity agencies and insurance companies in the internal market, aside from being one of the five biggest worldwide market. Thereby, the federal government decreed in Dec, 17th 2012 by Law nº 12.715 the Inovar-Auto Program. As the Adjusted Present Value (APV) is highly recommended, although not yet widespread to public politics of tax reduction, this work intends to apply the APV method on the cash flow analysis of an automobile sector's company, which has recently installed in national territory and wants to rely with governmental incentives proposed by Inovar-Auto Program. The developed work evaluates the company's current cash flow stochastically from mathematical modeling of variables such as price, demand and interest rate through probability distributions with the assist of Crystal Ball software, a Microsoft Excel Add-in, generating different scenarios from Monte Carlo Simulation. As results probabilities situations have been evaluated until the end of the Inovar-Auto's conducted period, in 2017. Beside APV others indicator such as Internal Rate of Return (IRR) and payback period were estimated for the investment project. For APV a sampling distribution with only 0.057% of risk, IRR of 29% were obtained and estimated project payback period was 4.13 years

Estudo da viabilidade de implantação do INOVAR-AUTO utilizando o método do fluxo de caixa sob risco

The automobile industry has a growing importance in the Brazilian economic environment. The industry moves a huge chain that encompasses manufacturers, suppliers of raw materials, auto parts dealers, gas stations, insurance companies, repair shops, tire stores, media companies, advertising agencies, among others. Because of this importance in the current economic environment in Brazil, the federal government, through Law No. 12715 of 17 December 2012 established a Program for the Promotion of Innovation and Densification in the Productive Chain of Motor Vehicles called INOVAR-AUTO in order to support technological development, innovation, safety, environmental protection, energy efficiency and quality of cars, trucks, buses and auto parts. The specific purpose of this study, a simulation for discussion of the viability of the program implementation using the Monte Carlo Simulation combined with the Cash-Flow-at-Risk was performed. To this end, an exploratory and documentary literature on the subject was held as well as a case study in a automobile company of Japanese origin

Impatto ambientale di sistemi di riscaldamento domestico a biomasse: applicazione della metodologia LCA (Life Cycle Assessment)

Le biomasse hanno sempre rappresentato per l’umanità una fonte estremamente versatile e rinnovabile di risorse e tutt’oggi il loro impiego risulta vantaggioso in particolare per produrre energia termica ed elettrica attraverso processi di combustione, sistemi che tuttavia emettono sostanze dannose verso la salute umana e l’ecosistema. Queste pressioni ambientali hanno indotto alcune amministrazioni regionali (fra cui la Lombardia) a bandire temporaneamente l’installazione di nuovi impianti a biomasse, per prevenire e contenere le emissioni in atmosfera a tutela della salute e dell’ambiente. Il presente studio intende approfondire l’effetto ambientale di tali sistemi di riscaldamento domestico attraverso la tecnologia di analisi LCA (Life Cycle Assessment). Lo scopo dell’elaborato di Tesi consiste nell’eseguire un’analisi dell’intero ciclo di vita di due processi di riscaldamento domestico che utilizzino biomassa legnosa: una stufa innovativa a legna e una stufa a pellet. L’analisi ha quindi posto a confronto i due scenari con mezzi di riscaldamento domestico alternativi quali il boiler a gas, il pannello solare termico integrato con caldaia a gas e la pompa di calore elettrica. È emerso che tra i due scenari a biomassa quello a legna risulti decisamente più impattante verso le categorie salute umana e qualità dell’ecosistema , mentre per il pellet si è riscontrato un impatto maggiore del precedente nella categoria consumo di risorse. Dall’analisi di contributo è emerso che l’impatto percentuale maggiore per entrambi gli scenari sia legato allo smaltimento delle ceneri, pertanto si è ipotizzata una soluzione alternativa in cui esse vengano smaltite nell’inceneritore, riducendo così gli impatti. I risultati del punteggio singolo mostrano come lo scenario di riscaldamento a legna produca un quantitativo di particolato superiore rispetto al processo di riscaldamento a pellet, chiaramente dovuto alle caratteristiche chimico-fisiche dei combustibili ed alla efficienza di combustione. Dal confronto con gli scenari di riscaldamento alternativi è emerso che il sistema più impattante per le categorie salute umana e qualità dell’ecosistema rimane quello a legna, seguito dal pellet. I processi alternativi presentano impatti maggiori alla voce consumo di risorse. Per avvalorare i risultati ottenuti per i due metodi a biomassa è stata eseguita un’analisi di incertezza attraverso il metodo Monte Carlo, ad un livello di confidenza del 95%. In conclusione si può affermare che i sistemi di riscaldamento domestico che impiegano processi di combustione della biomassa legnosa sono certamente assai vantaggiosi, poiché pareggiano il quantitativo di CO2 emessa con quella assorbita durante il ciclo di vita, ma al tempo stesso possono causare maggiori danni alla salute umana e all’ecosistema rispetto a quelli tradizionali.

Ingegneria di Manutenzione

Lo scopo di questa tesi di dottorato di ricerca consiste nel fornire la giusta collocazione della manutenzione fra le discipline dell'ingegneria, raccogliendo e formalizzando le metodologie di analisi di affidabilità e di pianificazione degli interventi all'interno di un unico processo di progettazione e di controllo. In linea di principio, un processo di analisi dei guasti e di programmazione della manutenzione deve essere in grado di fornire chiare e sicure risposte ai seguenti interrogativi: Quali sono le funzioni richieste e con quali criteri di prestazioni il sistema è chiamato ad assolverle? Qual'è l'andamento della disponibilità del sistema in funzione del tempo? Quanti guasti e di quale tipo si possono verificare durante la vita del sistema? Quali possono essere le conseguenze che ledono la sicurezza e la protezione ambientale? Quanti pezzi di ricambio sono necessari? Che tipo di interventi di manutenzione preventiva risultano tecnicamente fattibili? A quali scadenze devono essere programmati? A quanto ammonta la previsione del costo di esercizio del sistema? Quante squadre di manutenzione devono essere assegnate al sistema? Come deve essere organizzata la logistica di manutenzione? Con quali tecniche si prevede di riconoscere i guasti e quali procedure devono essere attivate per farvi fronte? E' possibile implementare tecniche di `condition monitoring' delle macchine? Su quali tempi di preavviso sui guasti si può contare? In tal senso, la manutenzione necessita delle tecniche e degli opportuni strumenti che siano in grado di misurarne l'efficacia e l'efficienza. L'efficacia in primo luogo, in quanto l'obiettivo principe consiste nel garantire che il sistema oggetto di studio continui a svolgere le proprie funzioni nei limiti di prestazioni accettabili, secondo le specifiche richieste degli utilizzatori. L'efficienza in secondo luogo, ma non per questo di minore importanza, in quanto perseguendo l'obiettivo di cui sopra, occorre impegnare il minimo di risorse possibili, organizzando con razionalità il supporto logistico del sistema al fine di raggiungere i massimi livelli di rendimento di gestione. La migliore strategia di manutenzione può essere pianificata, a priori, solo se si è in grado di prevedere con la necessaria precisione l'evoluzione del sistema nel suo contesto operativo futuro. E' allora possibile formulare un modello matematico del sistema, studiarne la dinamica ed osservare le reazioni alla simulazione di eventuali stimoli esterni. I metodi ed i modelli noti dell'ingegneria dei sistemi possono essere molto utili per la risoluzione di casi semplici, ma sovente richiedono la formulazione di ipotesi troppo restrittive che aumentano in modo inaccettabile la distanza del modello dalla realtà. Una strada alternativa ed affascinante, che ho percorso con entusiasmo durante questi tre anni di studi e ricerca, consiste nella simulazione numerica della vita del sistema, utilizzando il metodo Monte Carlo per la gestione dei processi stocastici di guasto e per l'esecuzione degli interventi di manutenzione. Ho quindi messo a punto il codice di simulazione RAMSES, perseguendo l'idea di costruire uno strumento di misura dell'efficacia e dell'efficienza di una politica di manutenzione simulata al calcolatore. Nella tesi si presentano i concetti di base dell'ingegneria dei sistemi applicata al caso della manutenzione e si introduce il formalismo della Reliability Centred Maintenance come miglior guida nella pianificazione delle schede di manutenzione. Si introducono le nozioni di base per fornire una struttura solida e corretta alla simulazione numerica dei sistemi riparabili e si presenta il codice RAMSES corredando le informazioni tecniche con i dovuti esempi ed applicazioni pratiche. Si conclude il lavoro, infine, con la presentazione di un modello di massima verosimiglianza particolarmente utile per le analisi dei dati sperimentali di guasto dei componenti.

Analisi del ciclo di vita di processi chimici industriali: applicazione alla sintesi di acrilonitrile mediante reazione di ammonossidazione

La green chemistry può essere definita come “l’utilizzo di una serie di principi che riducono o eliminano l’uso o la formazione di sostanze pericolose nella progettazione, produzione e applicazione di prodotti chimici”. . È in questo contesto che si inserisce la metodologia LCA (Life Cycle Assessment), come strumento di analisi e di valutazione. Lo scopo del presente lavoro di tesi è l’analisi degli impatti ambientali associati a processi chimici, ambito ancora poco sviluppato nella letteratura degli studi di LCA. Viene studiato e modellato il ciclo di vita (dall’ottenimento delle materie prime fino alla produzione del prodotto) della reazione di ammonossidazione per la produzione di acrilonitrile, valutando e comparando due alternative di processo: quella tradizionale, che utilizza propilene ( processo SOHIO), e le vie sintetiche che utilizzano propano, ad oggi poco sviluppate industrialmente. Sono stati pertanto creati sei scenari: due da propene (SOHIO FCC, con propene prodotto mediante Fluid Catalytic Cracking, e SOHIO Steam), e quattro da propano (ASAHI, MITSUBISHI, BP povero e ricco in propano). Nonostante la produzione dell’alcano abbia un impatto inferiore rispetto all’olefina, dovuto ai minori stadi di processo, dai risultati emerge che l’ammonossidazione di propano ha un impatto maggiore rispetto a quella del propene. Ciò è dovuto ai processi catalitici che utilizzano propano, che differiscono per composizione e prestazioni, rispetto a quelli da propene: essi risultano meno efficienti rispetto ai tradizionali, comportando maggiori consumi di reattivi in input . Dai risultati emerge che gli scenari da propano presentano maggiori impatti globali di quelli da propene per le categorie Cambiamento climatico, Formazione di materiale e Consumo di combustibili fossili. Invece per la categoria Consumo di metalli un impatto maggiore viene attribuito ai processi che utilizzano propene, per la maggior percentuale di metalli impiegata nel sistema catalitico, rispetto al supporto. L’analisi di contributo, eseguita per valutare quali sono le fasi più impattanti, conferma i risultati. Il maggior contributo per la categoria Consumo di combustibili fossili è ascrivibile ai processi di produzione del propano, dell’ammoniaca e del solfato di ammonio ( legato all’ammoniaca non reagita ). Stessi risultati si hanno per la categoria Cambiamento climatico, mentre per la categoria Formazione di materiale particolato, gli impatti maggiori sono dati dai processi di produzione del solfato di ammonio, del propano e dell’acido solforico (necessario per neutralizzare l’ammoniaca non reagita). Per la categoria Consumo di metalli, il contributo maggiore è dato dalla presenza del catalizzatore. È stata infine eseguita un’analisi di incertezza tramite il metodo Monte Carlo, verificando la riproducibilità dei risultati.

Analisi del ciclo di vita della produzione industriale di acroleina: confronto tra il processo tradizionale e vie di sintesi alternative.

La green chemistry può essere definita come l’applicazione dei principi fondamentali di sviluppo sostenibile, al fine di ridurre al minimo l’impiego o la formazione di sostanze pericolose nella progettazione, produzione e applicazione di prodotti chimici. È in questo contesto che si inserisce la metodologia LCA (Life Cycle Assessment), come strumento di analisi e di valutazione. Il presente lavoro di tesi è stato condotto con l’intenzione di offrire una valutazione degli impatti ambientali associati al settore dei processi chimici di interesse industriale in una prospettiva di ciclo di vita. In particolare, è stato studiato il processo di produzione di acroleina ponendo a confronto due vie di sintesi alternative: la via tradizionale che impiega propilene come materia prima, e l’alternativa da glicerolo ottenuto come sottoprodotto rinnovabile di processi industriali. Il lavoro si articola in due livelli di studio: un primo, parziale, in cui si va ad esaminare esclusivamente il processo di produzione di acroleina, non considerando gli stadi a monte per l’ottenimento delle materie prime di partenza; un secondo, più dettagliato, in cui i confini di sistema vengono ampliati all’intero ciclo produttivo. I risultati sono stati confrontati ed interpretati attraverso tre tipologie di analisi: Valutazione del danno, Analisi di contributo ed Analisi di incertezza. Dal confronto tra i due scenari parziali di produzione di acroleina, emerge come il processo da glicerolo abbia impatti globalmente maggiori rispetto al tradizionale. Tale andamento è ascrivibile ai diversi consumi energetici ed in massa del processo per l’ottenimento dell’acroleina. Successivamente, per avere una visione completa di ciascuno scenario, l’analisi è stata estesa includendo le fasi a monte di produzione delle due materie prime. Da tale confronto emerge come lo scenario più impattante risulta essere quello di produzione di acroleina partendo da glicerolo ottenuto dalla trans-esterificazione di olio di colza. Al contrario, lo scenario che impiega glicerolo prodotto come scarto della lavorazione di sego sembra essere il modello con i maggiori vantaggi ambientali. Con l’obiettivo di individuare le fasi di processo maggiormente incidenti sul carico totale e quindi sulle varie categorie d’impatto intermedie, è stata eseguita un’analisi di contributo suddividendo ciascuno scenario nei sotto-processi che lo compongono. È stata infine eseguita un’analisi di incertezza tramite il metodo Monte Carlo, verificando la riproducibilità dei risultati.

Spettroscopia di assorbimento di raggi X: apparato per misure in condizioni di illuminazione ottica differenziale come primo passo verso una misura risolta in tempo della struttura locale di molecole metallo-organiche

Il continuo sviluppo negli ultimi anni di diverse declinazioni della spettroscopia d'assorbimento a raggi X (XAS) con radiazione di sincrotrone ha permesso la determinazione della struttura locale di campioni di ogni tipo, dagli elementi puri, ai più moderni materiali, indagando e approfondendo la conoscenza di quei meccanismi che conferiscono a questi ultimi delle proprietà innovative e, a volte, rivoluzionarie. Il vantaggio di questa tecnica è quello di poter ottenere informazioni sulla struttura del campione soprattutto a livello locale, rendendo relativamente agevole l'analisi di sistemi senza ordine a lungo raggio, quali per esempio i film molecolari. Nell'elaborato verrà preliminarmente illustrata la fenomenologia della XAS e l’interpretazione teorica dell'origine della struttura fine. Saranno successivamente descritte le innovative tecniche di misura che permettono di studiare i cambiamenti della struttura locale indotti dall'illuminazione con luce visibile, inclusi gli esperimenti di tipo pump probe. Un capitolo della tesi è interamente dedicato alla descrizione dei campioni studiati, di cui sono stati analizzati alcuni dati acquisiti in condizioni statiche. Quest'analisi è stata compiuta sfruttando anche dei cammini di multiplo scattering dedicando particolare attenzione alla trattazione del fattore di Debye Waller. Nella parte principale della tesi verranno descritti la progettazione ed il test di un apparato sperimentale per l'acquisizione di spettri differenziali da utilizzare alla beamline BM08 dell'European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble. Saranno presentate principalmente le modifiche apportate al software d'acquisizione della linea e la progettazione di un sistema ottico d'eccitazione da montare nella camera sperimentale. Nella fase di studio dell'ottica è stato creato in LabView un simulatore basato sul metodo Monte Carlo, capace di prevedere il comportamento del sistema di lenti.